Vienkāršākā pusvadītāju sastāvdaļa - diode - nodrošina dažādas noderīgas funkcijas, kas saistītas ar tās galveno mērķi - vadīt elektriskās strāvas plūsmas virzienu. Diodes ļauj strāvai plūst caur tām tikai vienā virzienā.
Perfekti efektīvas diodes, šķiet, ir atvērtas ķēdes ar negatīvu spriegumu, un pretējā gadījumā tās izskatās kā īssavienojumi. Bet, tā kā diodes atzīst dažus neefektīvus, to pašreizējās attiecības pret spriegumu ir nelineāras.
Tādā veidā jūs vēlaties iepazīties ar diode datu lapu, lai redzētu diagrammu par jebkuru diodes priekšējā sprieguma līkni attiecībā pret tā priekšu, lai izvēlētos pareizo diode savam konkrētajam projektam.
Diodes pielietojumi
Neskatoties uz vienkāršām divu pin pusvadītāju ierīcēm, mūsdienu elektronikā diodēm ir būtiska nozīme. Daži no tipiskajiem diodes lietojumiem ietver:
- Sprieguma labošana, piemēram, maiņstrāvas maiņa līdzstrāvas spriegumam
- Izolējošie signāli no piegādes
- Signāla lieluma kontrole
- Signālu sajaukšana
Jaudas konversija
Viens nozīmīgs diodes pielietojums ir konvertēt maiņstrāvu uz līdzstrāvas barošanu. Lai pārveidotu 110V mājsaimniecības elektroenerģiju uz DC, var izmantot vienu diode vai četrus diodus, veidojot pusvadītāju (vienotu diode) vai pilnu viļņu (četru diodu) taisngriezi . Diods to dara, ļaujot tikai pusei no maiņstrāvas vilnim pārvietoties pa to. Kad šis sprieguma pulss tiek izmantots, lai uzlādētu kondensatoru, izejas spriegums, šķiet, ir pastāvīgs spriegums ar nelielu sprieguma pulsāciju. Pilna viļņu taisngrieža izmantošana padara šo procesu vēl efektīvāku, pārslēdzot AC impulsus tā, ka gan ieejas sinusoidālā viļņa pozitīvās, gan negatīvās puses tiek uzskatītas tikai par pozitīviem impulsiem, efektīvi dubultojot ieejas impulsu frekvenci uz kondensatoru, kas palīdz saglabāt to uzlādētu un nodrošina stabilāku spriegumu.
Diodes un kondensatorus var izmantot arī, lai izveidotu vairākus sprieguma reizinātāju tipus, lai ņemtu mazu maiņstrāvas spriegumu un reizinātu to, lai izveidotu ļoti augstu spriegumu. Gan AC, gan DC izejas ir iespējamas, izmantojot pareizo kondensatoru un diodes konfigurāciju.
Signālu demodulācija
Visbiežāk diodes tiek izmantotas, lai novērstu maiņstrāvas signāla negatīvo komponentu. Tā kā maiņstrāvas vilnim negatīvā daļa parasti ir identiska pozitīvai pusei, šajā procesā tiek pilnībā zaudēta informācija, kas ļauj efektīvāk apstrādāt signālu.
Signāla demodulācija parasti tiek izmantota radiosakaros kā daļa no filtrēšanas sistēmas, lai palīdzētu iegūt radio signālu no pārvadātāja viļņa.
Pārsprieguma aizsardzība
Diodes darbojas arī kā jutīgu elektronisko komponentu aizsargierīces. Izmantojot to kā sprieguma aizsardzības ierīces, normālos ekspluatācijas apstākļos diodes nav vadāmas, bet nekavējoties nofiksējiet augstsprieguma smaili uz zemes, ja tas nevar kaitēt integrālajai shēmai. Specializētie diodes, ko sauc par pārejošiem sprieguma slēdžiem, ir īpaši izstrādāti aizsardzībai pret spriegumu pārspriegumam un var īsā laika periodā apstrādāt ļoti lielas jaudas tapas, tipiskas sprieguma svārstības vai elektriskās strāvas īpašības, kas parasti sabojātu detaļas un saīsinātu elektroniskā produkta kalpošanas laiku.
Līdzīgi diode var regulēt spriegumu, ko darbina kā griešanas ierīci vai ierobežotāju, - specializētam nolūkam, kas ierobežo spriegumu, kas to var iziet cauri noteiktā punktā.
Pašreizējā stūre
Diodes galvenais pielietojums ir virzīt strāvu un pārliecināties, ka tā plūsmējas pareizi. Viena no jomām, kur pašreizējā diodes pašreizējā stūrēšanas spēja tiek izmantota labā efektā, ir pāreja no strāvas no strāvas padeves uz elektroenerģiju, kas darbojas no akumulatora. Ja ierīce ir pievienota un uzlādēta (piemēram, mobilais tālrunis vai nepārtrauktās barošanas avots), ierīcei vajadzētu piesaistīt enerģiju tikai no ārējā barošanas avota, nevis akumulatora, un, kamēr ierīcei ir pievienota akumulatora uzlādēšanās jauda un uzlādēšana. Tiklīdz strāvas avots ir noņemts, akumulatoram ir jāieslēdz ierīce tā, lai lietotājs to neradītu.
Labs pašreizējā stūrēšanas piemērs ir ar pretējā strāvas aizsardzību. Apsveriet, piemēram, savu automašīnu. Kad akumulators nomirst, un draudzīgs māneklis piedāvā, lai palīdzētu ar džempera kabeļiem, ja jūs sajaucat sarkanā un melnā kabeļa kārtiņu, jūs neuzglājat automašīnas elektrisko sistēmu, jo diodes, kas atrodas pie akumulatora, bloķē nepareizo virzienu.
Loģiskie vārti
Datori darbojas bināros - bezgalīgas nulles jūras un vienas jūras. Bināro lēmumu koku skaitļošanas pamatā ir loģiskie vārti, kurus aktivizē diodes, kas kontrolē, vai slēdzis ir ieslēgts ("1") vai izslēgts ("0"). Lai gan mūsdienu procesoros ir simtiem miljonu diodes, tie funkcionāli ir tādi paši kā diodes, ko iegādājaties elektronikas veikalā - tikai daudz mazāks.
Diodes un gaisma
LED zibspuldze ir tikai zibspuldze, kuras apgaismojums ir iegūts no gaismas diodes. Pozitīvā sprieguma klātbūtnē gaismas diodes mirdz.
Fotodiods, savukārt, uztver gaismu caur kolektoru (piemēram, mini saules paneli) un pārvērš šo gaismu nelielā strāvas daudzumā.